Пошаговая инструкция по монтажу своими руками свайного фундамента под баню + расчет глубины погружения и высоты

Решение проблемы

Как я уже упоминал, шёл сентябрь, стояла хорошая тёплая погода и мы всем семейством ещё жили на даче. Как-то вечером я решил выкопать ямку под сваю вручную. Приготовил штыковую лопату, узкую подборку и лом. Полчаса работы и заготовка под сваю была готова. Она получилась диаметром не более 30 см. и глубиной около 100-110 см.

Сейчас я знал причину всех своих бед в плане неудачных попыток монтажа винтового фундамента. Оказывается, всё просто: сняв слой 60-70 см., начиналась очень плотная глина. А в ней словно вплавленные большие камни неправильных форм, размером 10-20 см. Этот слой глины с камнями был небольшим – всего сантиметров 30. Пришлось кропотливо и упорно работать ломом и лопатами. Глубже шёл гравий с песком, но его я уже не трогал.

Очень плотная глина и камни не давали лопастям сваи вкручиваться глубже. Камни просто застревали между лопастями. Меня поразил ещё тот факт, что 8-10 лет назад, на этом участке в 15 метрах от стройки, я проводил земельные работы по закапыванию ленточного фундамента от старого дома. Экскаватор рыл траншеи глубиной до 2 метров, но никакой прослойки такой плотной глины не было. Вот как странно получается: здесь один грунт, а в 10 метрах – уже другой. Хотя может быть это особенность нашей поймы реки.

Конструкция

В местах частых подтоплений, на берегах водоемов дома старались приподнять над уровнем земли. Для этого вбивали заостренные на одном конце бревна, которые располагались на каждом углу здания, а также поддерживали стены и перегородки. Это и был свайный фундамент. Использовали для свай твердые породы дерева, которые долго могли сопротивляться воздействию воды. Самая лучшая древесина для этого у лиственницы, ведь от воды она становится только прочнее. На стволах лиственницы уже несколько веков стоят дворцы и дома Венеции.

Сегодня деревянные сваи используются очень редко, хотя получается самый дешевый, но при этом надежный фундамент. Причем, даже там, где лиственница — не редкость.

Виды свай

Всего строители различают двенадцать видов свай. Но в малоэтажном строительстве используют только три:

• забивные железобетонные;
• винтовые металлические;
• буронабивные.

Железобетонные колонны редко используют для строительства бани или дачи: необходима техника, которая будет вколачивать их в грунт. Но основание получается прочным.

Винтовые железные сваи хороши тем, что их вкручивать можно даже вручную. Их минус в том, что сталь — отличный проводник тепла. При неутепленном подполе они отбирают тепло, пол под ногами всегда остается холодным.

Если свайный фундамент делают своими руками, то в большинстве случаев опоры делают буронабивными. Хотя он и требует самых больших затрат труда, но позволяет сэкономить на материалах.

Расположение

Опоры обязательно должны стоять в ключевых местах: под углами, в местах соединения с простенками. Между этими узлами потом устанавливают промежуточные сваи. Расстояние выбирается исходя из типа грунтов и планируемых нагрузок, но оно не может быть больше 2 метров. Должны быть опоры по периметру стен, а также под всеми простенками.

Сваи располагаются под углами, в местах отвода простенков, а также в промежутках между этими положениями

Размеры

Самый распространенный диметр свай — 20 см. Меньше делать их нежелательно, так как несушая способность их становится намного меньше. Больше диаметр — больше несущая способность, но также увеличивается площадь, к которой будут прилагаться силы зимнего пучения (на пучнистых грунтах). Есть два варианта определения требуемой глубины свай:

• ниже уровня промерзания на склонных к пучению грунтах,
• до уровня несущего слоя на сыпучих и нестабильных почвах.

Диаметр труб может быть разный

В каждой местности и даже на каждом участке глубина будет своей. Если уровень промерзания определяют по региону, то плотные слои располагаться могут как угодно. При необходимости рядом проводят пробное бурение, ниже достигнутого уровня, чтобы убедиться, что внизу нет полостей и карманов и опора будет надежной.

С ростверком и без

В некоторых случаях сваи между собой связываются в единую конструкцию при помощи деревянных брусьев или стальной трубы квадратного сечения (иногда — уголка). Эту обвязку называют ростверком, а фундамент — свайно-ростверковым. Эта обвязка нужна если стены будут из блоков, кирпича или каркасными, и совсем не обязательна, если будет сруб.

Сваи могут сверху объединяться бетонной, деревянной или стальной обвязкой. Называется эта обвязка ростверк

Виды для строительства фундамента под баню

Как правило, баня не представляет собой крупный объект, и это является основным условием при выборе фундаментного основания. Для забивных столбов потребуется специальная строительная техника, аренда которой обходится дорого. Кроме того, на каждой забитой железобетонной свае придется устраивать оголовок. Получается, что такой вид основания для возведения бани маго пригоден, поэтому многие отдают предпочтение винтовым и буронабивным вариантам.

Буронабивные

Этот вариант используется почти для любого небольшого объекта, к которым можно отнести и баню. Здесь имеется только одна сложность – бурение скважин.

Несущие способности буронабивного свайного столба образуются в результате работы в две плоскости – от опоры, расположенной на лежащем под ней грунтовом слое и от взаимодействия боковых поверхностей столба с соприкасающейся с ними почвой.

Отличаясь подобными особенностями, буронабивной столб может не достигать прочного грунтового слоя, находящегося на большой глубине, а исполнять свое функциональное предназначение благодаря работе боковых частей. В этом случае сваи называют «висячими» и не рекомендуют для их устройства использовать опалубочные конструкции.

Можно устраивать опалубки из стальных, асбестоцементных или пластиковых труб, применять для этого конструкции с коробчатым сечением, но в таком случае цена устройства фундаментной основы увеличится примерно в двое, потому что кроме опалубки понадобятся сваи, сохраняющие несущую способность. Бетонный раствор заливают сразу в пробуренную в грунте скважину.

Принимая во внимание тот факт, что баня не способна создавать значительную нагрузку, расчеты по установке буронабивных свайных опор не понадобятся. Но существует простая методика, использовать которую все же придется:

• диаметр скважин должен составлять двадцать – тридцать сантиметров, глубина забуривания – от двух до двух с половиной метров. Если это условие не выполняется, это означает, что свая дошла до плотного грунтового слоя, и ее можно оставлять на такой глубине;
• свайные опоры устанавливаются под углами, наружными стенами и внутренними перегородками;
• шаг установки – не более трех метров (под баню 6 х 4 м, если стена несущая внутренняя одна – 9 опор).

Если скважины указанного диаметра устроить не получается, разрешается уменьшить их диаметр до десяти сантиметров, устанавливая малые опоры треугольниками с шагом в 30 – 40 см.

Винтовые

Такие опоры подходят для любого небольшого сооружения. Их несущие способности зависят от опоры на плотный грунт.

Среди основных преимуществ выделяют:

• сохранение целостности поверхностного слоя;
• быстрота строительства фундаментной основы;
• приемлемые расходы на установку.

Свая, представляющая собой стальную трубу с лопатками, вкручивается в почвенный состав. На верхних участках труб устраиваются несущие рамки из металла (ростверок), на которые опирается сооружение. Получается, что баня словно «зависает» в воздухе. Винтовые опоры выставляются через два с половиной – три метра, в обязательном порядке – под углы и несущие стены. Диаметр сваи – от 108 мм.

Технологически процесс не вызывает сложностей, но определенные особенности имеются:

• сваю следует заглубить не менее, чем на 1.6 м, для чего придется провести исследование грунтового состава;
• в процессе ввинчивания в обязательном порядке на стенках сваи появятся потертости, что повлечет за собой коррозию металла;
• установка свай должна выполняться строго вертикально, оголовки выравниваются по единой горизонтальной линии. Это влечет за собой дополнительные мероприятия по подрезке или наращиванию установленных опор;
• так как баня на свайно-винтовом фундаменте приподнята над поверхностью земли, подачу воды и слив для бани придется тщательно утеплить;
• для большей устойчивости строители рекомендуют перед бетонированием свай выполнять их армирование;
• выполняя работы в зимний сезон, следует проводить предварительное забуривание, достигая точки промерзания почвы.

Как подготовиться к работе?

Закладка фундамента – ответственный процесс, поскольку от выбора материала и качества монтажа зависит надежность и долговечность проектной конструкции.

С чего начать?

Но, чтобы сэкономить, можно использовать справочную информацию и самостоятельно провести исследование грунта и глубины подземных источников на участке.

Что нужно знать перед проектированием?

Для расчетов железобетонного свайно-ленточного фундамента необходимо знать:

• тип грунта;
• степень пучения почвы;
• точку промерзания;
• залегание поземных источников;
• несущую способность грунта;
• перепады высот на участке;
• климатические условия для региона (количество осадков).

Перед расчетами фундамента необходимо подобрать количество свай. Как правило, опоры устанавливают по углам здания и в местах, где будут пересекаться простенки в доме по проекту.

Приблизительное расстояние между опорами 1,5–3 м. Площадь сечения свай выбирается экспериментальным путем, исходя из несущей способности грунта.

Для выбора параметров рекомендуется воспользоваться справочными данными:

Диаметр буронабивных свай, см	100	150	200	250	300
Площадь основания, см2	79	177	314	490	707
Тип грунта	Несущая способность
Песок крупной фракции	325	701	1350	2050	2350
Песок средней фракции	235	530	942	1472	2120
Мелкий песок, перенасыщенный влагой	197	530	748	1226	1775
Твердая глина	353	795	1413	2208	3180
Пластичная глина	197	353	628	980	1413
Крупнообломочные породы	432	1315	2168	3238	5650

Расчет опор и ростверка

Чтобы заложить надежный фундамент, необходимо провести ряд обязательных предварительных расчетов:

1. Определить суммарные нагрузки с учетом веса стен, перекрытий, кровли, снежного настила и т.п.
2. Найти необходимую опорную площадь, зная вес конструкции и коэффициент надежности. Формула для расчета: S опоры = (М * 1,4)/Н, где:
   • М – суммарная масса сооружения (из п.1),
   • Н – несущая способность грунта (справочная информация),
   • 1,4 – коэффициент надежности.
3. Рассчитать суммарную площадь сечения свай, учитывая их количество.
4. Сравнить результаты вычислений п. 2 и 3.

Если площадь сечения свай больше опорной площади, то выбранные параметры подходят, если меньше – необходимо увеличить площадь опор. Иногда целесообразно увеличить количество столбов (алгоритм расчета не поменяется).

Длину опор выбирают с учетом глубины промерзания грунта. Как правило, железобетонная конструкция должна упираться в твердый несущий слой. Для большинства российских регионов точка промерзания находится на глубине 1,5 м. К этому значению необходимо не забыть добавить высоту цоколя.

Ширина ростверка выбирается таким образом, чтобы это значение превосходило или было равным толщены цоколя или несущих стен.

Необходимые инструменты и материалы

Для строительства свайно-ростверкового фундамента понадобятся такие инструменты и материалы:

• ручной бур или электрическая установка для устройства шурфов;
• смесь для бетонного раствора: песок, щебень, цемент, вода;
• щебень средней фракции для устройства дренажной подушки под ростверк;
• бентонитовый раствор для обмазки стенок скважины;
• листы рубероида для гидроизоляции свай;
• листовой гидроизоляционный материал для ростверка;
• пенополиуретановый утеплитель;
• металлическая арматура для армирования верхней и нижней части фундамента;
• доски, брусья, гвозди и шурупы для изготовления опалубки;
• колышки, лески для разметки участка.

Инструкция по самостоятельному изготовлению

Изготовление сваи требует навыков и опыта от мастера. Следуя технологии, можно сделать надежную опору под:

• легковесные и малоэтажные сооружения,
• ограждения,
• гараж и различные хозяйственные постройки.

Для этого мастеру понадобятся такие материалы и инструменты:

1. Металлические трубы.
2. Стальные пластины толщиной от 4 мм.
3. Сварочный аппарат.
4. Болгарка.
5. Обмазочный материал для гидроизоляции.

Выбор металлопроката для ствола

Для ствола выбирают профильные трубы из прочных марок стали

Длина трубы напрямую зависит от типа грунта: ее должно хватить, чтобы сваю можно было вкрутить в почву до твердых пород.

Конструктивные параметры – длина ствола и толщина его стенки определяют несущую способность опоры. Выбирают трубы толщиной от 3,5 мм.

Рекомендации по выбору диаметра сечения:

• 57 мм – для легковесных конструкций, например, ограждений из металлической сетки;
• 89 мм – для хозяйственных легких построек;
• 108 мм – для малоэтажных жилых домов из дерева, пенобетона, кирпича.

Делаем наконечник

В домашних условиях применимы 3 технологии изготовления наконечников. Сварные пики и наконечники, изготовленные из тела трубы подходят для вкручивания сваи в плотный грунт. Крестообразные наконечники используют для строительства на торфяных и песчаных участках.

Технологические этапы:

1. Создание шаблона из картона. Вырезают равнобедренный треугольник с высотой, равной 2D, короткой стороной – πD/n, где D – диаметр ствола, n – количество лепестков (для свай Ø108 мм берут 5 листков, для труб меньшего диаметра – 4 лепестка).
2. Разметка трубы по шаблону.
3. Нарезание лепестков.
4. Загибание лепестков в конус. На этом этапе контролируют, чтобы вершина конуса совпала с осью трубы.
5. Приваривание лепестков друг к другу с помощью сварочного аппарата.

Сварной наконечник выкраивают по такой же технологии, но не из тела сваи, а из стального листа или отрезка трубы. Лепестки заготовки фиксируют между собой двойным сварочным швом. Затем приваривают пику к стволу.

Крестообразный наконечник отличается по форме и высоте от предыдущих типов. Шаблоном послужит равнобедренный треугольник с высотой, равной πD. Размер основания треугольника принимается равным внешнему диаметру трубы. Конструктивные элементы свариваются между собой.

Изготавливаем винт

Спиралевидный элемент изготавливают из толстолистовой стали толщиной от 4 мм. Как правило, шаг лопасти может варьироваться от 5 до 7 см.

В домашних условиях применяют 2 технологии изготовления винта:

1. Сплошной однозаходной элемент – заготовка выкраивается из одного листа стали, вырезается, а затем разводится ломом до необходимой конфигурации.
2. Многозаходной винт из нескольких элементов – выкраивание отдельных сегментов с последующей сваркой на пику.

Технологические этапы создания однозаходного винта:

• разметка заготовки с внешним диаметром 150–300 мм (зависит от нагрузки на сваю) и внутренним диаметром, равным сечению столба;
• вырезание детали плазморезом или сваркой с учетом ширина шва;
• разрезание детали по радиусу;
• разводка лопасти до нужного шага — зажимают сплошной участок заготовки в тиски и с помощью лома разводят края лопасти.

Технология изготовления многозаходного винта:

• изготовление заготовки по принципу, описанному ранее;
• готовое кольцо разрезают на два одинаковых фрагмента;
• нанесение винтовой разметки на пике;
• поочередное приваривание фрагментов по разметке до нужного количества витков — в процессе сборные элементы подгибают до нужной формы.

Проще приваривать лопасти к телу трубы, потому что оно имеет постоянное сечение. У заготовки для наконечника внутренний диаметр будет меньше, поскольку пика сужается к концу. Для изготовления элемента нужной конфигурации подгонять заготовку лучше на месте, используя плотный листовой материал для шаблона.

Финальная обработка

За один год эксплуатации толщина стенки металлической сваи уменьшается минимум на 0,01мм из-за коррозии. Чтобы защитить фундамент от разрушающего фактора, сваю покрывают специальным составом, стойким по отношению к влаге.

В домашних условиях можно использовать такие обмазочные материалы в качестве гидроизоляции:

• полиуретановая эмаль;
• мастика на основе битума;
• асмольная грунтовка и другие.

Пошаговая инструкция по монтажу

Рассмотрим порядок действий при монтаже свайно-винтового фундамента для бани. Процесс проектирования и расчетов опустим, перейдем сразу к практическим действиям.

Работа ведется поэтапно, выполняются следующие операции:

Подготовка

Участок освобождают от лишних предметов, растений и прочих помех. Необходимо обеспечить пути подхода для техники, если планируется механическая установка свай. Приобретение и доставка на участок необходимого количества стволов нужного размера.

Понадобятся следующие материалы и инструменты:

• Лопата.
• Рулетка.
• Металлический лом и два отрезка трубы по 1,5-2 м, внутрь которой этот лом входит свободно, но без лишнего люфта.
• Болгарка с отрезным кругом.
• Сварочный аппарат с электродами.
• Оголовки для используемого размера свай.
• Цемент и песок для изготовления бетона.
• Колышки для разметки.
• Лазерный уровень.
• Покрытие для металлических деталей, защита сварных швов.
• Швеллер, двутавр, рельс для обвязки.

Разметка

С помощью колышков отмечаются места установки свай согласно проектных данных. Начинать разметку следует с углов, сразу же проверяя равенство диагоналей. Пока они не будут выровнены, продолжать разметку нельзя.

Точки монтажа свай отмечаются колышками. После отметки углов переходят к промежуточным сваям и размечают их положение. Затем с помощью лопаты и личной бодрости в этих точках выкапывают небольшие углубления глубиной до 30 см и шириной, равной диаметру лопастей.

Это позволит сваям легче входить в грунт и обеспечить меньшее отклонение от вертикали.

Погружение

Завинчивание свай производится по определенной схеме. Это делается для того, чтобы уже установленные стволы не стали помехой для других опор

В особенности это важно при монтаже машинным способом, где техника должна подойти вплотную к точке погружения

Обычно начинают с центра и движутся последовательно к краям по спирали или змейкой.

При погружении свай необходимо постоянно контролировать вертикаль

В особенности важно делать это на начальном этапе, когда ствол достаточно свободно раскачивается и может быть установлен с перекосом

Выкручивать сваю назад для выравнивания нельзя, второй раз в эту точку ее устанавливать запрещается из-за нарушения прочности грунта после контакта с лопастями. Все исправления делаются на первых порах, когда ствол погружен на незначительную глубину.

Обрезка, обвязка, заливка бетоном

После установки всех свай производится обрезка. Устанавливается лазерный уровень, отмечающий горизонтальную плоскость на нужной высоте, на поверхности свай мелом или белым маркером отмечаются линии реза.

Болгаркой с отрезным кругом отрезают лишние куски трубы.

После этого выполняют обвязку. Все сваи соединяются между собой в продольном и поперечном направлении при помощи сварки. Используются отрезанные по размеру куски швеллера, двутавра или иного вида металлопроката.

После соединения свай в единую систему следует сразу же покрасить все участки сварки защитным слоем краски, кузбасслака или иного материала.

Затем внутреннюю полость свай заливают бетоном. Это дает стволам дополнительную жесткость и устойчивость к боковым нагрузкам пучения. Необходимо пользоваться плотными марками, начиная от М200 и выше.

На заполненные сваи устанавливаются и фиксируются оголовки, образующие площадки для установки ростверка и промежуточных (внутренних) опор.

Ростверк

Для бани обычно используют деревянный брус сечением 150 : 200 или 200 : 200 мм. Балки укладывают на площадки оголовков, предварительно подложив на металл двойной слой рубероида. Углы соединяют вполдерева.

Тщательно проверяют равенство диагоналей, выравнивают балки по осям, после чего закрепляют их на оголовках, используя специально созданные монтажные отверстия. Деревянные балки сразу же следует покрыть гидроизоляционным материалом для защиты от влаги.

Высота свайного фундамента над землей

Все правила и положения, на которых основаны расчеты, указаны в основном нормативном документе СНиП под номером 24.13330.2001 (актуализированная редакция СНиП 2.02.03-85 ). Зачастую, высота свай над землей устанавливается в 200см.

Также указания к возведению ростверков свайного типа можно узнать из СНиПа 2.03.01-84 , в котором содержатся сведения о проектировании подобной разновидности ростверков

Еще при расчетах следует взять во внимание такой фактор, как искривление почвенного рельефа, это параметр влияет на расчет глубины для отдельных свай

Двухэтажное здание на сваях.

В первую очередь, пред тем, как проводить расчеты и определять высоту установки свай над землей, обращают внимание на следующий ряд факторов:

• каков температурный режим в зимний период в окружающей среде и в помещении;
• высота снежного покрова зимой;
• количество выпадающих осадков;
• какова вероятность затопления здания;
• на какой глубине располагаются грунтовые воды.

Более детально проектирование высоты свайного фундамента рассчитывается исходя из следующих параметров, которые учитываются на максимально возможном для конструкции уровне:

• качество материала конструкции, ее прочность;
• каков уровень плотности грунта и его несущая способность;
• какой степенью несущей способности обладает фундамент, когда имеет горизонтальную нагрузку;
• какова степень усадки с горизонтальной нагрузкой на конструкцию;
• возможность появления трещин в фундаменте во время его возведения.

Пример высокого свайно-винтового фундамента.

Также, для точного определения высоты свай над землей, необходимо рассчитать конструкцию на продавливание, иными словами, после того, как известно количество свай и их расположение – проверить достаточно ли в такой системе уровня несущей способности.

Расчет величины продавливания фундамента (F) можно провести по специальной формуле:

F = a*Rbt*u*h

• a – коэффициент, который варьирует в зависимости от качества выбранного бетона и равен для тяжелого – 1, мелкозернистый – 0.85, легкий – 0.8;
• Rbt обозначается классом бетона относительно его прочности, указывается в единицах измерения кг/см2;
• u – это значение среднего арифметического, высчитанное из значений периметров опорной пирамиды (верхний и нижний);
• h – значение плиты в толщину.

В случае если результат получается больше расчетной нагрузки, которая была определена в проекте, то такой уровень высоты фундамента допустим для возведения. Если же результат меньше, то проект подлежит пересмотру.

Применение СВФ на песчаном склоне.

Когда участок строительства обладает достаточно плотными грунтами, то расположение свай над почвой может равняться 15 см, располагаются в такой ситуации сваи одним или несколькими рядами под каждой стеной вдоль. Такие параметры могут быть в случае отсутствия в здании подвала.

Заливка ленточного фундамента для бани

Общие положения

Основание на сваях

Столбы под сауну

Главное правило – монолитность, то есть вся масса бетона должна быть залита в опалубку за один день. Поэтому, если у вас нет бетономешалки, стоит заказать готовый бетон М200 или М400 на заводе. Обязательно убедитесь, что миксер с бетоном может подъехать к любой из сторон фундамента вашей бани.

Заливка бетона

Самостоятельно можно приготовить бетон, замешивая сухие сыпучие материалы в следующих пропорциях:

• цемент М400 или М500 – 1 часть;
• песок просеянный – 3 части;
• щебень чистый без посторонних включений – 4 или 5 частей.

Бетон выкладывается в опалубку слоями по 20 см, разравнивается лопатами, мастерком и одновременно либо протыкается прутком арматуры, либо уплотняется вибробуром. Это необходимо для удаления имеющихся пустот (воздушных пузырей)

С этой же целью важно произвести простукивание стенок опалубки

Заливка фундамента

Залитый фундамент на ночь и в дождь стоит накрывать пленкой, а днем проливать водой. Когда бетон застынет (через 14 дней), можно снимать опалубку и шлифовать поверхность фундамента, однако дальнейшее строительство не рекомендуется начинать ранее, чем через месяц после заливки.

Фундамент с гидроизоляцией

Готовый фундамент для бани необходимо гидроизолировать, приклеив на битумную мастику два слоя рубероида.

Схема гидроизоляции

Цемент и основы смесей

Метки: баня, ленточный, размер, фундамент

« Предыдущая запись